windows上file.move同卷操作是原子的,因调用movefileex+movefile_replace_existing,仅更新元数据;跨卷则退化为复制+删除,非原子。

Windows 上 File.Move 为什么常被当作原子操作用
在 Windows(NTFS)上,File.Move 对**同一卷内**的重命名(rename)操作,底层调用的是 MoveFileEx 并传入 MOVEFILE_REPLACE_EXISTING 标志,它最终由文件系统驱动通过原子化的元数据更新完成——不涉及数据块拷贝,只改目录项和 MFT 记录。所以只要源路径和目标路径在同一磁盘卷,这个操作就是原子的:要么全部成功(文件出现在新位置、旧位置消失),要么完全失败(原文件完好无损),不会出现“一半在旧路径、一半在新路径”的中间态。
- 仅限同卷:跨卷移动(比如 C: → D:)会退化为“复制 + 删除”,显然非原子
- 不保证内容可见性:原子 ≠ 即时同步到所有 CPU 缓存;若其他进程正用
FileStream持有该文件句柄,Move仍可能成功,但对方读写行为未定义 - 权限与锁影响结果:目标路径被占用、权限不足、或文件正被独占打开,都会抛出
IOException,不是“部分成功”
File.Replace 是更安全的原子替换方案
当你需要“用新文件安全覆盖旧文件”(比如更新配置、升级资源),直接 File.Delete + File.Copy 有明显窗口期:删完还没写入时崩溃,旧文件就丢了。File.Replace 则利用 NTFS 的“事务性重命名”能力,把旧文件先备份(可选),再原子地把新文件“切换”成目标名,整个过程不可中断。
- 签名是
File.Replace(string sourceFileName, string destinationFileName, string? backupFileName) - 如果
backupFileName不为null,旧文件会被移到备份路径;否则直接丢弃 - 注意:备份路径必须与目标路径同卷,否则抛
ArgumentException - Linux/macOS 不支持此 API(.NET 6+ 在这些平台会回退为非原子的拷贝+删除)
别信“File.Move 总是原子”——常见翻车点
很多开发者看到文档里写“atomic on same volume”就默认高枕无忧,结果在线上出问题。根本原因在于:原子性只承诺**文件系统层面的路径变更**,不兜底你的业务语义。
- 目标路径存在且是目录?抛
UnauthorizedAccessException,不是静默失败 - 路径含非法字符(如
*、?)或超长(>260 字符且未启用长路径支持),提前在托管层报错,根本没进系统调用 - 使用 UNC 路径(
\servershare)时,实际行为取决于远程服务器的文件系统和 SMB 版本,Windows Server 2012+ 的 SMB 3.0 才较可靠支持原子重命名 -
File.Move不刷新其他进程的目录缓存;某线程刚列完目录又执行 Move,下次再列可能还看到旧名(需手动Directory.Refresh()或加重试)
跨平台原子重命名?没有银弹,只有取舍
.NET 本身不提供跨平台原子 rename,因为 Linux(ext4/xfs)和 macOS(APFS)虽支持 rename(2) 系统调用(同挂载点下是原子的),但 .NET 的 File.Move 在非 Windows 上只是封装了该调用,并不额外保证更高层语义。
- 同挂载点:Linux/macOS 的
File.Move和 Windows 一样,是原子的 - 不同挂载点(哪怕都是本地磁盘):必然跨设备,
rename(2)失败,.NET 回退为 copy+delete,非原子 - 容器/网络存储场景更复杂:OverlayFS、NFSv3、S3 兼容网关等,
rename可能被模拟实现,原子性彻底失效 - 真正要跨平台强保障?只能自己加锁(如
FileSystemWatcher+ 临时文件 + 原子写入标志位)或依赖数据库事务记录状态









